石灰穩(wěn)定土具有材源豐富、適用范圍廣、施工簡便和造價低等特點。廣泛用于高等級公路的底基層。尤其作為地方公路路面結構的基層取得了良好效果。但石灰穩(wěn)定土抗拉強度低易產生收縮裂縫,在基層上鋪筑瀝青面層后(尤其瀝青面層較薄時),基層裂縫會反射到面層,使面層強度降低,路面水由裂縫滲入基層,在車輛荷載作用下,引起裂縫處沖刷唧漿現象,導致瀝青路面過早破壞,嚴重影響了瀝青路面的使用性能。
石灰穩(wěn)定土的縮裂特性
1、干縮特性。
石灰穩(wěn)定土經拌和壓實后,石灰與土發(fā)生一系列的物理、化學作用,其中由于水分發(fā)揮和混和料內部的水化作用,使混和料內部水分不斷減少,由此而引起的體積收縮稱為石灰穩(wěn)定土的干縮特性。
2、溫縮特性。
溫度降低時,石灰穩(wěn)定土發(fā)生收縮,當收縮被阻時產生的拉應力超過穩(wěn)定土的抗拉強度而出現的裂縫稱為石灰穩(wěn)定土的溫縮特性。
石灰穩(wěn)定土基層的縮裂一般表現為干縮和溫縮的綜合作用,基層產生收縮裂縫后,裂縫會逐漸向上擴展,通過瀝青面層出現在表面,或在某種條件下,基層裂縫促使瀝青面層先開裂,并逐漸向下擴展與基層裂縫相連,成對應裂縫,這兩種裂縫都稱為反射裂縫。
石灰穩(wěn)定土基層縮裂影響因素
一般而言,石灰穩(wěn)定細粒土的干縮系數大于穩(wěn)定中粒土和粗粒土的干縮系數。在石灰穩(wěn)定細粒土中,穩(wěn)定塑性指數大的粘性土混和料的干縮系數大于穩(wěn)定塑性指數小的粉性土或砂性土混和料的干縮系數。而溫縮系數大致與干縮系數有如上相同的規(guī)律。規(guī)范規(guī)定,石灰適宜穩(wěn)定塑性指數為15-20的粘性土以及含有一定數量粘性土的中粒土和粗粒土。
1、含水量及壓實度影響。
石灰穩(wěn)定土因含水量過多產生的干縮裂縫顯著,即在大于含水量情況下壓實的土具有較大的縮裂性質。若基層施工時碾壓含水量合適,并在鋪筑瀝青面層前未開裂,則在鋪筑較厚瀝青面層后,一般情況下不會先于瀝青面層開裂。但若施工時碾壓含水量偏大,即使已鋪筑瀝青面層,基層仍會產生干縮裂縫,同時將瀝青面層拉裂或很快反映到面層。壓實度對基層的縮裂也有明顯的影響,實踐證明,壓實度小時,產生的干縮要比壓實度大時產生的干縮嚴重,密實的石灰土不但縮裂現象少,而且其強度高,水穩(wěn)性和抗凍性也好。
2、養(yǎng)生條件的影響。
成型初期的基層內部含水量大,如果養(yǎng)生不及時或養(yǎng)生結束后未及時鋪筑瀝青封層或瀝青面層,則基層必然會發(fā)生由表及里的水分蒸發(fā)而引起干燥收縮,石灰穩(wěn)定土基層施工一般為高溫季節(jié),基層的干縮裂縫會隨著曝曬時間增長而越來越嚴重。同時暴露的基層會由于存在晝夜溫差而產生溫度收縮裂縫,基層一旦開裂,在其上鋪筑瀝青面層后,就容易在瀝青面層內形成反射裂縫或對應裂縫。
防治石灰穩(wěn)定土基層縮裂的措施
1、改善土質,石灰土縮裂與用土粘性有關,用土愈粘則縮裂愈嚴重,故應采用粘性較小的土或在粘性土中摻入砂性土、粉煤灰等,以降低土的塑性指數。石灰穩(wěn)定土基層的干縮和溫縮與材料中粗顆粒含量有關,粗顆料含量比例多,則干縮小,因此基層應使用粗粒含量多且具有一定級配的穩(wěn)定土,使其級配符合密實嵌擠原理,不但會提高基層的強度、穩(wěn)定性,而且具有較高的抗裂性。
2、控制壓實度和含水量,壓實時一定不要大于含水量,而應略小于含水量,同時嚴格控制壓實度,盡可能達到壓實度。
3、干縮最不利情況是石灰穩(wěn)定土成型期,要重視初期養(yǎng)護,保證基層表面處于潮濕狀態(tài),防止干曬。在石灰穩(wěn)定土施工結束后,要及早鋪筑面層,使基層含水量不發(fā)生大的變化,以減輕干縮裂隙。
4、溫縮的最不利季節(jié)為溫度在0-10℃時,因此施工要在當地氣溫進入0℃前一個月結束,以防嚴重溫縮。
5、防止基層裂縫反射還可在基層與瀝青面層之間設置瀝青碎石或瀝青貫入式聯結層,以防治裂縫反射。也可在石灰土與瀝青面層間鋪筑10-20cm的碎石隔離過渡層或玻璃纖維網格。
石灰穩(wěn)定土的縮裂特性
1、干縮特性。
石灰穩(wěn)定土經拌和壓實后,石灰與土發(fā)生一系列的物理、化學作用,其中由于水分發(fā)揮和混和料內部的水化作用,使混和料內部水分不斷減少,由此而引起的體積收縮稱為石灰穩(wěn)定土的干縮特性。
2、溫縮特性。
溫度降低時,石灰穩(wěn)定土發(fā)生收縮,當收縮被阻時產生的拉應力超過穩(wěn)定土的抗拉強度而出現的裂縫稱為石灰穩(wěn)定土的溫縮特性。
石灰穩(wěn)定土基層的縮裂一般表現為干縮和溫縮的綜合作用,基層產生收縮裂縫后,裂縫會逐漸向上擴展,通過瀝青面層出現在表面,或在某種條件下,基層裂縫促使瀝青面層先開裂,并逐漸向下擴展與基層裂縫相連,成對應裂縫,這兩種裂縫都稱為反射裂縫。
石灰穩(wěn)定土基層縮裂影響因素
一般而言,石灰穩(wěn)定細粒土的干縮系數大于穩(wěn)定中粒土和粗粒土的干縮系數。在石灰穩(wěn)定細粒土中,穩(wěn)定塑性指數大的粘性土混和料的干縮系數大于穩(wěn)定塑性指數小的粉性土或砂性土混和料的干縮系數。而溫縮系數大致與干縮系數有如上相同的規(guī)律。規(guī)范規(guī)定,石灰適宜穩(wěn)定塑性指數為15-20的粘性土以及含有一定數量粘性土的中粒土和粗粒土。
1、含水量及壓實度影響。
石灰穩(wěn)定土因含水量過多產生的干縮裂縫顯著,即在大于含水量情況下壓實的土具有較大的縮裂性質。若基層施工時碾壓含水量合適,并在鋪筑瀝青面層前未開裂,則在鋪筑較厚瀝青面層后,一般情況下不會先于瀝青面層開裂。但若施工時碾壓含水量偏大,即使已鋪筑瀝青面層,基層仍會產生干縮裂縫,同時將瀝青面層拉裂或很快反映到面層。壓實度對基層的縮裂也有明顯的影響,實踐證明,壓實度小時,產生的干縮要比壓實度大時產生的干縮嚴重,密實的石灰土不但縮裂現象少,而且其強度高,水穩(wěn)性和抗凍性也好。
2、養(yǎng)生條件的影響。
成型初期的基層內部含水量大,如果養(yǎng)生不及時或養(yǎng)生結束后未及時鋪筑瀝青封層或瀝青面層,則基層必然會發(fā)生由表及里的水分蒸發(fā)而引起干燥收縮,石灰穩(wěn)定土基層施工一般為高溫季節(jié),基層的干縮裂縫會隨著曝曬時間增長而越來越嚴重。同時暴露的基層會由于存在晝夜溫差而產生溫度收縮裂縫,基層一旦開裂,在其上鋪筑瀝青面層后,就容易在瀝青面層內形成反射裂縫或對應裂縫。
防治石灰穩(wěn)定土基層縮裂的措施
1、改善土質,石灰土縮裂與用土粘性有關,用土愈粘則縮裂愈嚴重,故應采用粘性較小的土或在粘性土中摻入砂性土、粉煤灰等,以降低土的塑性指數。石灰穩(wěn)定土基層的干縮和溫縮與材料中粗顆粒含量有關,粗顆料含量比例多,則干縮小,因此基層應使用粗粒含量多且具有一定級配的穩(wěn)定土,使其級配符合密實嵌擠原理,不但會提高基層的強度、穩(wěn)定性,而且具有較高的抗裂性。
2、控制壓實度和含水量,壓實時一定不要大于含水量,而應略小于含水量,同時嚴格控制壓實度,盡可能達到壓實度。
3、干縮最不利情況是石灰穩(wěn)定土成型期,要重視初期養(yǎng)護,保證基層表面處于潮濕狀態(tài),防止干曬。在石灰穩(wěn)定土施工結束后,要及早鋪筑面層,使基層含水量不發(fā)生大的變化,以減輕干縮裂隙。
4、溫縮的最不利季節(jié)為溫度在0-10℃時,因此施工要在當地氣溫進入0℃前一個月結束,以防嚴重溫縮。
5、防止基層裂縫反射還可在基層與瀝青面層之間設置瀝青碎石或瀝青貫入式聯結層,以防治裂縫反射。也可在石灰土與瀝青面層間鋪筑10-20cm的碎石隔離過渡層或玻璃纖維網格。